CCD視覺檢測設(shè)備是深圳市盈泰德科技有限公司針對工業(yè)產(chǎn)品表面缺陷設(shè)計的一款設(shè)備,CCD光電荷的轉(zhuǎn)移途徑有CCD表面溝道和體溝道兩種方式。表面溝道CCD的電荷轉(zhuǎn)移途徑距離半導(dǎo)體-絕緣體分界面較近,工藝簡單,動態(tài)范圍大,但信號電荷的轉(zhuǎn)移受表面態(tài)的影響,轉(zhuǎn)移速度和轉(zhuǎn)移效率低,工作頻率一般在10MHz以下。為了消除這種現(xiàn)象,以提高視覺檢測設(shè)備的工作速度,用離子注入方法轉(zhuǎn)移溝道的結(jié)構(gòu),從而即使勢能極小值脫離界面而進入襯底內(nèi)部,形成體內(nèi)的轉(zhuǎn)移溝道,避免了表面態(tài)的影響。
CCD的結(jié)構(gòu)有兩種類型,即隔行轉(zhuǎn)移型與幀轉(zhuǎn)移型。它們的主要區(qū)別是像元電荷轉(zhuǎn)移的方式和路程的區(qū)別。
幀轉(zhuǎn)移型有效像元的光敏區(qū)和電荷移位寄存器分別放置在兩個區(qū)域,光敏區(qū)在光注入,并電荷累積后,用一個極短的脈沖由轉(zhuǎn)移柵將光敏區(qū)像元的電荷轉(zhuǎn)移到電荷移位寄存器陣列,轉(zhuǎn)移柵完成轉(zhuǎn)移后,又將這二個區(qū)隔離開來,光敏區(qū)作下幅圖像的光注入,電荷移位寄存器逐行、逐列將像元電荷轉(zhuǎn)移至電荷/電壓轉(zhuǎn)換器形成視頻信號。
由于不像隔行轉(zhuǎn)移型結(jié)構(gòu)那樣,將光敏區(qū)和電荷移往寄存器交叉放在一起,這樣有效光敏像元的尺寸就可以做得比較大,就會有較高的像元填充因子,較大的動態(tài)范圍。幀轉(zhuǎn)移的缺點是快門速度低,制造時的晶片印模尺寸大,從而增加了制造成本。
隔行轉(zhuǎn)移型是CCD通用的類型之一,如下圖所示,它在兩列有效光敏像元之間,插入一列光屏蔽的電荷移位寄存器和一列相對應(yīng)的轉(zhuǎn)移柵,當光敏像元光注入和電荷累積結(jié)束后,由每一列轉(zhuǎn)移柵將像元電荷轉(zhuǎn)移至相鄰的列電荷移位寄存器中。然后,一列列電荷移位寄存器同時向下移位至一行移往寄存器,再由行移位寄存器移位輸出。這種結(jié)構(gòu)類型的主要優(yōu)點是快門速度快,可任意地起動和停止光敏像元的曝光。所帶來的缺點是由于電荷移位寄存器和光敏單元相鄰,使光敏單元的有效光敏區(qū)減少,從而使像元的填充因子降低,動態(tài)范圍降低,圖像質(zhì)量降低。